天文、数学在隋唐时期的辉煌成就与印刷术的贡献

第五节　科技华光

一、天文、数学的成就

隋唐时期，天文历法不仅取得了卓越的成就，而且名家辈出，群星灿烂。

隋代丹元子作的《步天歌》7卷，把周天星座的部位编成七字歌诀，对普及天文知识起了一定作用。奴仆出身的天文学家耿洵，发明了水力转动的浑天仪，制造了可以在马上使用的“刻漏”（计时器），世称其妙。隋代的另一天文学家刘焯，吸取前人的研究成果，提出“等间距二次内插法”公式，用以推算每天太阳的视运动速度，比前代精密准确。他编制的《皇极历》，对后代的历法有较大影响。

唐代杰出的天文学家僧一行（683～727年），原名张遂，魏州昌乐（今河南南乐）人。自幼勤奋好学，尤其喜好天文历法。后来出家嵩山为僧，法名一行。唐玄宗时，他受命为皇帝顾问，主持改历，在天文历法方面取得了重大成就：一是发现了恒星移动现象。一行与梁令瓒合作，创制了能够观测日、月、五星位置和运行情况的黄道游仪，用它测量了二十八宿距天球北极的度数，在世界上第一次发现了恒星位置移动的现象。这比英国天文学家哈雷在1718年提出的恒星自行观点几乎要早一千年。二是对地球子午线的实测。子午线是地球的经度线，测量子午线的长度可以确定地球的大小。在一行的倡议与主持下，在全国的13个地点测量了北极高度和冬至夏至日、春分秋分日的日影长度，根据这个结果，推翻了过去“王畿千里，影差一寸”的说法，证明影差和距离的比例并不固定。通过测量，一行得出北极高度相差1度，南北两地距离就相差351里80步（唐代尺度），这就是地球子午线一度的长度，这个数字合129.22公里，与现代测定的子午线长度111.2公里相比，误差13.9%。虽有误差，但这是世界上第一次用科学方法对子午线长度的实测，开创了通过实际测量认识地球的道理，为后来的天文测量奠定了基础。三是制定大衍历。一行较正确地掌握了地球在绕太阳运行时速度变化的规律，提出了比较正确的“定气”概念：在每两个节气之间，黄经差相同，而时间间距则不同。《大衍历》是当时的先进历法，在我国的历法史上占有重要地位，其格式为后代历法家所遵循，直到明末西洋历法传入才有所改变。四是一行与梁令瓒合作，制成了以漏水转动的浑天铜仪。这是表示天象的仪器，也是计时的仪器。

除一行外，唐朝有成就的天文历算学家还有傅仁钧、李淳风。傅仁钧著有《戊寅元历》；李淳风著有《甲子元历》，又用铜制成黄道浑仪，并与他人合作注释自古以来的10部算经，后世称之为《算经十书》。

二、四大发明之一：雕版印刷

印刷术是中国古代四大发明之一。最早的印刷术是雕版印刷术。隋唐时期，文化繁荣，读书识字的人增多，单靠抄写书本已经不能满足社会的需要，于是雕版印刷术应运而生。

雕版印刷术是印章和石刻的产物，是两者取长补短的结果。印章刻的是阳文，便于印刷，但面积太小；石刻刻的是阴文，不便印刷，但是面积很大。后来人们选用纹质细密坚实的木材，制成1～2规格的平板，在其上刻上反文凸字（或图像），然后刷墨，再复上纸张印刷，这就是雕版印刷术。雕版印刷开始于唐朝初年。贞观时，唐太宗曾令印刷长孙皇后的《女则》，这是印书的开始。

雕版印刷术发明以后，很快得到了发展和推广。玄奘从天竺回国，曾刻版印刷图像。据史书记载，玄奘曾“以回峰纸印普贤像，施于四众，每岁五驮无余”。（《云仙散录》卷五引《僧园选录》）这说明当时雕印佛像数量很多，印刷术已达到相当高的水平。到唐朝后期，雕版印刷术在民间得到进一步应用。印刷业的中心主要分布在成都、淮南、洛阳等地，出现了用作商人纳税凭据的“印纸”，有人印刷了白居易的诗去换酒菜，有人“版印历日”在市场上出售。现存最早的印刷品，是1900年在敦煌千佛洞发现的唐懿宗咸通九年（868年）刻印的《金刚经》。全书用7张纸粘成1卷，长约4.8米，宽约0.3米。首张是一幅释迦牟尼像，后6张为《金刚经》正文，书尾有“咸通九年四月十五日”字样。全卷字体浑朴，墨色鲜明，刻印精美。原件在1907年被斯坦因盗往英国伦敦。国内现存最早的印刷品，是1944年在成都东门外一座后蜀墓出土的印本《陀罗尼经》。印刷术的发明，对世界文化的传播作出了重大的贡献。

三、医学的发展

隋唐时期的医学，在秦汉医学的基础上有了新的发展，尤其在诊断、治疗、方剂、本草等方面，取得了很大成就，并且有一套完整的医疗管理机构和教育体系。

隋唐时，朝廷设置了尚药局和太医署。尚药局由门下省统辖，其下有按摩师、咒禁师、主药、药童、侍御医、医佐等，“掌和御药、珍视”，（《新唐书·百官志》）负责宫廷中的医药事务。太医署主管全国的医学教育和培养医药学人才。太医署里有药园师、药园生、针工、针生、按摩工、按摩生、医师、医工和医生等专职技术人员。太医署分医学和药学两部。医科又分为体疗（内科）、疮肿（外科）、少儿（儿科）、耳目口齿（五官科）、角法（理疗）5个专业。药学部有药园近20万平方米，专门培养学生种药、采药、制剂和用药的知识及技能。这种政府设置的医药学教育机构可以说是世界上最早的医学院。

隋唐两代的医学名家有巢元方、孙思邈、王焘、王冰等。(www.xing528.com)

巢元方是隋朝最杰出的医学家，于隋炀帝大业六年（610年）著成的《诸病源候论》—书共50卷，分67门，1720论，不仅论述了各种疾病的病因和症状，而且记述了疾病的诊断和预防，开后世病因学和病理学的先河。

孙思邈（581～682年）是隋唐时期最著名的医学家，他毕生从事医学实践和医学研究，为我国医学事业作出了巨大的贡献。他特别注意发扬我国古代医师的优良传统。他认为：“人命至重，有贵千金，一方济之，德逾于此”。（《千金药方序》）652年，他撰成《备急千金要方》一书。全书共30卷，分232门，5300方，包括脏脉、针灸、脉证、食治、妇婴以及“痈疽水肿、七窃之病、五丹之毒、备急之方、养生之术”（《千金药方序》）等。30年后，他在原书的基础上又写成了《千金翼方》30卷，以补原书之不足，人们通常把这两部书合称为《千金方》。《千金方》收载了800多种药物和5300多种药方，是一部集前人大成的医学著作。孙思邈在总结前人医学经验的基础上，在《千金方》中首创了复方，这在我国医学史上是一个重大的革新。由于孙思邈对药物学和医学的巨大贡献，被后世尊称为“药王”。他曾经居住和采集过药物的五台山，也被称为“药王山”。后人在药王山上修建了宏伟的药王庙以纪念这位伟大的医药学家。

王焘是唐朝另一位著名的医药学家，著有《外台秘要》一书。这是一部综合性的医学著作，全书共40卷，收集了6900多个药方，至今对临床治疗仍有指导意义。

此外，高宗显庆四年（659年）朝廷曾命苏敬等重修《本草》，共53卷，称《唐新本草》。全书分本草、药图、图经3个部分，共收集药物844种，其中包括部分外来的药物。《唐新本草》是世界上第一部由国家编定颁布的药典。

四、隋初大运河的开凿

隋朝建国之初，为了加强对南方的政治、军事控制，并漕运南方的粟米丝帛，以满足中央政权的需要，开始了运河的大规模开凿。开皇四年（584年），隋文帝命宇文恺率水工开凿广通渠，“决渭水达河，以通运漕”，把渭水由大兴城引至潼关，长300余里，使“转运通利，关内赖之”。开皇七年（587年），又沿着春秋时吴王夫差所开的邗沟旧道，开山阳渎，南起江都（今江苏扬州），北至山阳（今江苏淮安），沟通江淮。隋炀帝即位后，因对高丽的军事需要和怀恋江都的繁华，向往到江都巡游享乐，于是在兴建洛阳东都的同时，又发起了开凿以洛阳为中心的大运河工程。其工程分四段进行：大业元年（605年），隋炀帝征发江南、淮北一百多万民工，在北方修通济渠，自洛阳西苑通到淮河边的山阳，沟通了洛水、黄河、淮水。同年，又对山阳渎进行了一番修整、扩大。大业四年（608年），隋炀帝又征发河北民工一百多万人开永济渠，因当时“将兴辽东之役，自洛口开渠达于涿郡，以通运漕”。这段运河主要是利用沁水的自然河道，南接黄河，北达涿郡（今北京），全长2000余里，直通龙舟。最后在大业六年（610年），从京口（今江苏镇江市）引江水直达余杭（今浙江杭州），入钱塘江，全长800余里，大运河全线工程告成。

大运河开通后，南起余杭，中经江都、洛阳，北到涿郡，沟通了海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，全长5000多里，是世界上最伟大的工程之一。运河通航后，对南北经济文化的交流起了重大作用。运河的开凿成功，是我国劳动人民的伟大创造，是劳动人民智慧和血汗的结晶。另一方面，由于隋炀帝开凿运河给劳动人民带来了沉重的负担和巨大的灾难，使之成为隋末农民大起义的原因之一。隋炀帝三游江都时，禁军将领宇文化及等人发动了兵变，绞死了隋炀帝，弃葬雷塘。所以已故蒋逸雪先生作诗云：“凿通邗洛三千里，来占雷塘半亩田。”

五、城市与宫殿建筑

隋唐时期政治稳定、国力昌盛、商业繁荣，也极大地推动了建筑业的蓬勃发展，是建筑业走向灿烂辉煌的时代。这一时期的建筑成就是全方位的，不仅体现在都城建设、宫殿建筑以及宗教、陵墓、民居、园林、桥梁、作坊等各种类型的建筑大量建造方面，反映在以木结构为特征的中国古代建筑体系的完整方面。这一时期最具代表性的建筑是安济桥、长安城、寺庙与佛塔。

赵州安济桥是世界上现存最古老的跨度最长的单孔石拱桥。这座桥由隋代匠师李春设计造成，全长50.82米，桥面宽10米，单孔跨径37.02米，拱圈矢高7.23米，桥身坡度很小，便于车马行走，桥主拱两端各有2个小拱，既可减轻大桥自身重量，又可分洪缓冲，延长桥的寿命，是具有高度科学水平的技术与智慧的创造，在世界桥梁史上占有重要的地位。

长安城是隋唐两代的都城，隋时叫大兴城，唐改称长安城。该城由隋代建筑家宇文恺、高龙义和唐代建筑家阎立德等设计建筑，建制严密，规模宏伟。长安城的形制为长方形，东西长9721米，南北宽为8651.7米，周长36700米，总面积达84平方公里。城市布局整齐划一，全城由外郭城、皇城和宫城组成，其建筑完全采用东西对称格局。街道是棋盘式，宫殿、衙署与坊市分置，封闭式的里坊和集中的市场，构成了这时期长安城城市布局的重要特色。

唐代塔寺建筑具有很高的水平。现存的唐朝寺院有山西五台县境内的南禅寺大殿和佛光寺东大殿。前者建于唐德宗时，面积不算大，面宽和进深都只有3间。后者建于唐宣宗时，面宽7间，进深4间，殿的斗拱雄伟，屋顶坡度缓和，规模宏大。这是我国现存最早的两座木结构建筑。唐代的佛塔建筑很多，而且形式美观，其中以长安城内的大雁塔和小雁塔最享盛名。大雁塔在长安大慈恩寺内，始建于高宗永徽三年（652年），是高僧玄奘仿照天竺图样设计建造的，武则天长安年间，该塔曾毁，后又重修，至今已1200多年。塔呈方形，砖筑7层，高64米，为密檐楼阁式，可以攀登。在唐代考中进士的人，都要到大雁塔题名留念，称为“雁塔题名”。小雁塔修建于中宗景龙年间，塔高43米，原为15层，最上两层已塌毁，以下13层尚完好。塔寺的建筑艺术体现了我国劳动人民高超的智慧和才能。